自然資源エネルギーによるアンモニア合成を利用したディーゼルNOx除去プロセス開発

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07558206
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 秋鹿 研一 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (20016736)
• 研究分担者: 市來 正義 日立造船(株), 技術・開発本部・技術研究所, 主席研究員 ; 金子 克美 千葉大学, 理学部, 教授 (20009608) ; 三浦 弘 埼玉大学, 工学部, 教授 (60092574) ; 上松 敬禧 千葉大学, 工学部, 教授 (20009278) ; 小長井 誠 東京工業大学, 工学部, 教授 (40111653)
• キーワード: ディーゼルNOx / NOx分解 / アンモニア合成 / 選択脱硝 / ルテニウム触媒 / アモロファス太陽電池 / 水素発生 / アンモニア吸着

研究概要

本研究は酸素過剰下でもNOxと特異的な反応性を持つNH_3を水素と窒素とからオンサイト(その場)またはオンボード(移動発生源下)で、しかも自然資源エネルギー(水、太陽、空気)により生成させ、それを用いることによるNOx除去プロセスの各部分を試作することを目的とした。
1)アモロファスシリコン太陽電池を電源として水を電気分解させ水素を得た。
2)空気と水素の一部(1/7)を燃焼させ、その熱を触媒の加熱源とすると共にN_2/3H_2合成ガス製造を試みた。
3)N_2とH_2とからのNH_3合成(装置はマスフローコントローラー以外は消耗部品で組み立てた);NH_3合成用触媒の開発、主としてRu触媒に種々の担体促進剤を加えたものを各種合成し、各種キャラクタリゼーションを行い、本システムの条件(低圧、耐不純物)に最も合う触媒を試験することにより選択した。キャラクタリゼーションに赤外分光光度計を用いた。
4)固体酸触媒によるアンモニアの濃縮、放出の動的プロセスの基礎データをとった。吸着剤の選択をした。
5)NOxとNH_3との反応によるNOx除去プロセスの研究2NH_3+2NO+0.5O_2→2N_2+3H_2O;V2O5-TiO2触媒を用いる反応試験を行った。
6)すべてのデータをつなげると目的とする成果が得られることが分かったが、システム全体がやや大きすぎることも分かった。

研究成果

• [文献書誌] Takayoshi Uematsu: "Asymmetric Hydrogenation of α,β-Unsaturated Garboxylic Acid Est ers by Rhodium(1)-phosphine Complexes Supported on Smectites" J.Molecular Catalysis. 107. 297-303 (1996)
• [文献書誌] K.AIKA and Kenzo OSHIHARA: "Nitrous Oxide Reduction with Ammonia over Co-MgO Catalyst and the Influence of Excess Oxygen" Catalysis Today. 29. 123-126 (1996)
• [文献書誌] Miura H.: "Preparation of supported bimetallic catalysts by means of selective deposition using mobile compounds as precursors" Catalysis Today. 28. 215-221 (1996)
• [文献書誌] Y.NIWA and Ken-ichi AIKA: "The Effect of Lanthanide Oxides as a Support for Ruthenium Catalysts in Ammonia Synthesis" J.Catal.162. 138-142 (1996)
• [文献書誌] N.Uekawa,K.Kaneko: "3.N.Uekawa and K.Kaneko,Oxygen absorption induced dopant reduction in p-type oxide films" J.Phys.Chem.100(10). 4193-4198 (1996)
• [文献書誌] Y.Izumi,Y.Iwata,and K.Aika: "Catalysis on Ruthenium clusters Supported on CeO_2 or Ni-doped CeO_2:Adsorption Behavior of H_2 and Ammonia Synthesis" J.Phys.Chem.,. 100. 9421-9428 (1996)
• [文献書誌] Ken-ichi AIKA and T.Karasuda: "Study on the Active Site Structure of MgO Catalysts for Oxidative Coupling of Methane;Catalysts in Petroleum Refining & Petrochemical Industries 1995" M.Absi-Halabi et al.(eds.)Elsevier Science B.V., 397 (1996)
• [文献書誌] 秋鹿研一: "地球環境浄化に関連する触媒プロセス;地球環境問題に挑戦する(黒田、宝田共編、化学工学会)" 培風館, 119-129 (1996)